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背景:动脉粥样硬化(AS)损伤形成的基本特征之一是巨噬细胞吞噬脂质形成泡沫细胞,并在血管壁沉积。体内存在胆固醇逆转运(RCT)系统将外周组织(如血管壁)合成储积的胆固醇在HDLs的介导下转运至肝脏,并最终通过胆汁排出。RCT通过减少血管壁脂质沉积而抑制AS形成,发挥重要的生理保护作用。
RCT起始的关键步骤是将外周细胞内沉积的胆固醇和磷脂(PL)跨膜转运到HDLs颗粒上,这也是其限速步骤。HDL介导胞内胆固醇流出的机制主要有以下三种:1)被动扩散:存在于所有种类的细胞,但效率低下;2)清道夫受体B类Ⅰ型(SR-BI)介导;以上两者均将脂质移到含有PL的受体上(如HDL和已酯化的载脂蛋白),且跨膜流动是双向性的,最终的净流动方向取决于胞膜两侧胆固醇的浓度梯度方向。3)ATP结合盒转运子A1(ABCA1)介导:同时介导胞内游离胆固醇(FC)和PL跨膜流向乏脂apoAI,且其流动是单方向的。
ABCA1介导的胞内FC净流出是始终存在的,且具有抗早期AS的作用;因此近年来受到广泛关注。大家致力于研究ABCA1功能的影响因素,并试图将选择性提高ABCA1在外周细胞的表达作为治疗心血管疾病(CVD)的药物靶点。
脂联素是脂肪细胞特异性血浆蛋白,有抗AS的作用。研究发现CAD、肥胖、有大血管病变的2型糖尿病病人的血浆脂联素水平明显下降[26-28]。体外实验证实它能减少脂质摄入,抑制巨噬细胞向泡沫细胞的转化[30];体内实验也证实用表达人脂联素的腺病毒转染apoE-/-动脉粥样硬化小鼠后,其斑块减小30%,同时胞内脂质积聚下降[34]。但脂联素对胞内胆固醇外流的影响并不清楚,脂联素能否作为ABCA1激动剂而发挥抗AS作用,相关机制还有待研究。
阿昔莫司和缓释烟酸为烟酸类衍生化合物,与其它调脂药物相比,烟酸类能抑制肝脂肪酶活性,减少HDL-C异化,上调HDL-C的作用最为显著。已有研究表明烟酸可提高单核细胞ABCA1mRNA及蛋白表达,并减少oxLDL或acLDL的摄入。但烟酸类对细胞内胆固醇外流的影响及其机制还有待研究。
目的:本实验以THP-1来源的泡沫细胞为研究对象,观察脂联素、阿昔莫司和缓释烟酸对ABCA1mRNA、蛋白表达以及对胞内胆固醇含量的影响,以进一步探讨这些药物的抗动脉粥样硬化作用及其可能机制。
方法:
1.用PMA诱导THP-1单核细胞系分化为巨噬细胞,并用CD68免疫组化染色鉴定巨噬细胞;
2.用ac-LDL处理巨噬细胞以制备泡沫细胞模型,并用油红0染色鉴定泡沫细胞中脂质;
3.在体外,分别将不同浓度脂联素、阿昔莫司和缓释烟酸与泡沫细胞共培养48h,提取各组细胞总RNA和蛋白质;
4.用RT-PCR技术测定各组ABCA1mRNA;
5.用Western-blot技术及ELISA技术测定ABCA1蛋白表达;
6.用酶法结合高效液相色谱法(HPLC)测定胞内FC和总胆固醇(TC)含量,从而检测脂联素、缓释烟酸、阿昔莫司和apoAI对胞内胆固醇含量的影响;
7.统计学分析。
结果:
1.THP-1细胞系在PMA诱导下,成功分化为巨噬细胞,CD68抗原免疫组化染色呈阳性反应。巨噬细胞在ac-LDL作用下,吞噬脂质形成泡沫细胞,油红0染色可见亮红色胞内脂滴。
2.不同浓度脂联素(1-5μg/ml)可以诱导ABCA1mRNA表达,并使ABCA1蛋白表达升高。且5μg/ml脂联素的诱导作用比1ug/ml脂联素更强。
3.缓释烟酸和阿昔莫司能上调泡沫细胞ABCA1mRNA表达;可能存在一定的剂量相关性。
4.10μg/mlapoAI对泡沫细胞ABCA1mRNA水平无明显影响,但能上调ABCA1蛋白表达;同时能降低胞内FC、CE和TC含量,但CE/TC的变化不大。
5.脂联素(1-5μg/ml)使泡沫细胞内FC含量增加而CE含量减少,CE/TC明显降低,TC含量无显著性差异。
6.25μg/ml缓释烟酸或阿昔莫司对泡沫细胞内FC、CE和TC含量及CE/TC均无显著影响。
7.脂联素、缓释烟酸或阿昔莫司在有apoAI存在的情况下,使泡沫细胞内FC、CE和TC均显著降低,其程度显著大于单纯apoAI处理引起的胞内胆固醇外流,CE/TC无明显变化。
结论:
1.THP-1细胞在PMA诱导下分化为巨噬细胞模型;巨噬细胞摄入ac-LDL后形成泡沫细胞。
2.酶法结合高效液相色谱法能准确测定胞内胆固醇含量。
3.胞内FC外流并不单纯依赖ABCA1的表达,更重要的是apoAI对ABCA1的活化,apoAI的存在对胞内胆固醇外流起决定作用。
4.脂联素和烟酸类药物可在转录水平上调泡沫细胞ABCA1的表达,而apoAI可能在转录后水平促进ABCA1的表达。
5.脂联素通过促进细胞内CE的水解、促进ABCA1介导的细胞内游离胆固醇的外流,抑制泡沫细胞内胆固醇的沉积。
6.烟酸类药物促进ABCA1介导的细胞内游离胆固醇外流,抑制泡沫细胞内胆固醇的沉积。